机械原理课程设计--颚式破碎机

机械原理课程设计

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班级：12机制

课题：颚式破碎机运动学、动力学分析；

相同运动实现的创新方案一例

成员：朱建强 5 （学号—************）路宜霖5 （学号—************）

滕茂波5 （学号—************）

目录

(一)机构分析............................................................................................... 错误!未定义书签。

1、总述 (3)

2、建模仿真 (3)

3、对构件5进行运动学、动力学分析 (4)

4、其他构件的曲线分析 (7)

5、优缺点分析 (9)

(二)创新机构 (10)

1、总述 (10)

2、建模仿真 (10)

3、对构件1进行运动学、动力学分析 (11)

4、其他构件的曲线分析 (13)

5、优缺点分析 (16)

（三）课程设计总结与收获 (16)

一、机构分析

1、总述

构件1为曲柄原动件，通过三副构件2和构件4与构件5相连，从而把构件1的连续转动变化为构件5的摆动，来实现对石块等物体的破碎作用。在此过程中，构件3可以起到支撑的作用，使动力输出更加强劲稳定。

图1 鄂氏破碎机机构运动简图

表1 已知参数

参数L AB L BC L BE L CE L EF L GF L CD

数值100 500 500 100 400 685 300 设定原动件的转速为w=30 rad/s，构件2的总质量为M2=70kg，构件5的质量M5=40kg，转动惯量J2=0.20kg*,J5=0.15kg*，施加的外力载荷为1000N。

对机构进行自由度计算F=3*5-2*7=1，所以机构可以输出固定的运动。

2、建模仿真

鄂氏破碎机模型

鄂氏破碎机工作过程3、对构件5进行运动学、动力学分析

构件5角位移线图

由角位移线图可以分析极限位置及行程速比系数K

时间角速行程极限位置1 11.9 98.1004 3.4801

极限位置2 20.6 101.5805

同时由上图可以看出，快行程所用的时间为T1=23.9-20.6=3.3s,慢行程所用时间为T2=20.6-11.9=8.7s。

行程速比系数为K===2.64

构件5角速度线图

由上图可以看出构件的角速度变化比较平稳，曲线呈连续周期性的变化。

构件5角加速度线图

由上图可以看出，加速度呈现周期性的变化，由于不存在加速度发生无穷的的突变，故不存在刚性冲击。但是有与加速度有些部分变化过大，虽然不是有限值得突变，但还是存在轻微的柔性冲击。

构件5受力图

由受力曲线可以看出：构件5运动过程中，受力呈周期性变化，而且受力变化比较均匀，可以看到在加速度的转折处，受力是比较大的。

构件5的运动线图4、其他构件的曲线分析

曲柄1的平衡力矩图

曲柄1的支反力图

由上图可以看出：受力呈周期性变化，并且Fx≠0，Fy≠0,Fz=0说明原动件的受力始终在xoy平面内。受力均呈现周期性的变化，并可在图线上看出最大值和最小值，这对于选择材料有很好的参考作用。

三副构件2角速度线图

三副构件2的角加速度线图

从以上两个图可以看出构件BCE角速度和角加速度的变化是比较平稳的，这对传动过程有利。

构件4的角速度线图

构件4的角加速度线图

从构件4的角速度和角加速度线图可以看出：构件4的角速度和角加速度变化比较平稳，故不存在刚性冲击和柔性冲击。

5、优缺点分析

优点：整个运动过程中压力角较小，有利于动力的传输；角位移、角速度、角加速度线图都比较平滑，几乎不存在冲击；此外，K 1，具有急回特性。

缺点：构件5角速度、角加速度曲线转折处变化较快，会产生小幅度冲击。承受的力比较大，对机架材料性能要求较高。

（二）创新机构总述

构件5为曲柄原动件，通过构件4、构件3、构件2与构件1相连，从而把构件5的连续转动变化为构件1的摆动，来实现对石块等物体的破碎作用。

图1 鄂氏破碎机机构运动简图

表1 已知参数

参数L AB L BC L BF L EF

数值500 250 700 80 设定原动件的转速为w=30 rad/s，构件1的质量为M1=60kg，构件5的质量为M5=30kg，转动惯量J2=0.60kg*,J5=0.1kg*，施加的外力载荷为1000N。

对机构进行自由度计算F=3*5-2*7=1，所以机构可以输出固定的运动。

1、建模仿真

鄂氏破碎机模型2、对构件1进行运动学、动力学分析

构件1角位移线图

由角位移线图可以分析极限位置及行程速比系数K

时间 角度 行程 极限位置1 4.7 72.5 21.5

极限位置2

10

51

由上图可以看出，快行程所用的时间为T1=12.5-10=2.5s,慢行程所用时间为T2=10-4.7=5.3s 。

行程速比系数为K=12T T =5

.23

.5=2.12

构件1 角速度线图

由上图可以看出构件的角速度有突变现象，曲线呈连续周期性的变化 。

构件1角加速度线图

由上图可以看出，加速度呈现周期性的变化。由于不存在加速度发生无穷的的突变，故不存在刚性冲击。但是加速度有突变，存在柔性冲击。